JP2013150997A - 打ち抜き装置及び打ち抜き方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させるワークの打ち抜き技術を提供することを課題とする。
【解決手段】ピストン31が一つの場合におけるピストン31の軸径D3は、最も外側に位置するパンチ32を基としたパッド部34の実質的外径D5よりも大きい。
【効果】パッド部の実質的外径よりピストンの軸径が大きく、パッド部全体がピストンに押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
【選択図】図2
【解決手段】ピストン31が一つの場合におけるピストン31の軸径D3は、最も外側に位置するパンチ32を基としたパッド部34の実質的外径D5よりも大きい。
【効果】パッド部の実質的外径よりピストンの軸径が大きく、パッド部全体がピストンに押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
【選択図】図2
Description
本発明は、金属製の板材から所定形状のワークを打ち抜くワークの打ち抜き技術に関する。
金属製の板材を打ち抜く複数のパンチと、これらのパンチを支持するパッド部と、このパッド部を進退させる軸部とを備えるワークの打ち抜き装置が知られている(例えば、特許文献1(図1)参照。)。
この特許文献1の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図8に示すように、ワークの打ち抜き装置101は、テーブル102にプレスボルスタ103が設けられ、このプレスボルスタ103の上側に複数のパンチ104を支持するパッド部105が昇降自在に設けられる。このパッド部105にナット部106が設けられ、このナット部106に軸部107のネジ108が入れられる。軸部107は、プレスボルスタ103の上部に回転可能に設けられており、軸部107を回転させることで、パッド部105が複数のパンチ104と一体的に昇降する。
図8に示すように、ワークの打ち抜き装置101は、テーブル102にプレスボルスタ103が設けられ、このプレスボルスタ103の上側に複数のパンチ104を支持するパッド部105が昇降自在に設けられる。このパッド部105にナット部106が設けられ、このナット部106に軸部107のネジ108が入れられる。軸部107は、プレスボルスタ103の上部に回転可能に設けられており、軸部107を回転させることで、パッド部105が複数のパンチ104と一体的に昇降する。
プレスボルスタ103の下側にダイ109が設けられ、このダイ109に金属製の板材110をセットする。複数のパンチ104を下降させることで複数の所定形状のワークを得ることができる。
ワークには板厚の精度が求められるものがある。ワークの板厚精度を向上させるためには、複数個取りされる全てのワークに対して、複数のパンチ104を均等に下降させる必要がある。
しかし、従来のワークの打ち抜き装置101では、軸部107の径D1が、パッド部105の径D2より小さいため、ワークを打ち抜く際、複数のパンチ104が受ける成形荷重により、軸部107直下が支点となりパッド部105の外側が撓む。すなわち、パッド部105の中心付近と外側付近とで成形荷重に不均一になり、打ち抜かれたワークの板厚精度にバラツキが生じるおそれがある。そこで、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させるワークの打ち抜き技術が求められる。
本発明は、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させるワークの打ち抜き技術を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、ワークを打ち抜く複数のパンチと、これらの複数のパンチを上面に有すると共に、一つ又は複数のピストンで前記複数のパンチと一体的に進退されるパッド部と、を備え、前記ピストンが一つの場合における前記ピストンの軸径は、最も外側に位置する前記パンチを基とした前記パッド部の実質的外径よりも大きく、前記ピストンが複数の場合における最も外側に位置する複数の前記ピストンからなる仮想軸径は、前記パッド部の実質的外径よりも大きいことを特徴とする。
請求項2に係る発明は、複数のピストンでパッド部を押す場合に、パッド部の実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和は、パッド部の実質的外径の面積の割合の8割以上であることを特徴とする。
請求項3に係る発明では、複数のピストンの各々の断面積は、同一であることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、ワークは、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメントであることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか1項記載の打ち抜き装置を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントを打ち抜く打ち抜き方法であって、打ち抜き装置及び金属製の板材を準備する準備工程と、板材をパンチで打ち抜いてエレメントを得る打ち抜き工程と、からなることを特徴とする。
請求項1に係る発明では、ピストンが一つの場合におけるピストンの軸径は、最も外側に位置するパンチを基としたパッド部の実質的外径よりも大きい。
パッド部の実質的外径よりピストンの軸径が大きく、パッド部全体がピストンに押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
パッド部の実質的外径よりピストンの軸径が大きく、パッド部全体がピストンに押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
また、ピストンが複数の場合における最も外側に位置する複数のピストンからなる仮想軸径は、パッド部の実質的外径よりも大きい。
パッド部の実質的外径より複数のピストンからなる仮想軸径が大きく、パッド部全体が押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
パッド部の実質的外径より複数のピストンからなる仮想軸径が大きく、パッド部全体が押されるので、ワークを打ち抜く際の成形荷重によりパッド部の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
請求項2に係る発明では、複数のピストンでパッド部を押す場合に、パッド部の実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和は、パッド部の実質的外径の面積の割合の8割以上である。
発明者らは、7個のピストンを用意し、その中の1個を中心にその周りに、残りの6個のピストンを外接するようにして均等に配置してワークの板厚精度を計測した。これらの複数のピストンでパッド部を押すと、パッド部の実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和が、パッド部の実質的外径の面積の割合の8割以上で、板厚精度が面積の割合が10割の場合と略同等になった。すなわち、複数のピストンを押す機構にした場合であっても、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
発明者らは、7個のピストンを用意し、その中の1個を中心にその周りに、残りの6個のピストンを外接するようにして均等に配置してワークの板厚精度を計測した。これらの複数のピストンでパッド部を押すと、パッド部の実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和が、パッド部の実質的外径の面積の割合の8割以上で、板厚精度が面積の割合が10割の場合と略同等になった。すなわち、複数のピストンを押す機構にした場合であっても、複数個取りされるワークを均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
請求項3に係る発明では、複数のピストンの各々の断面積は、同一であることを特徴とする。
各々のピストンの断面積を同一にしたので、ピストンの重量やピストンが受ける抵抗を同じくでき、複数のピストンが同じように動く。結果、パッド部をスムーズに動かすことができ、ピストンを可動させる機構の負荷を軽減することができる。
各々のピストンの断面積を同一にしたので、ピストンの重量やピストンが受ける抵抗を同じくでき、複数のピストンが同じように動く。結果、パッド部をスムーズに動かすことができ、ピストンを可動させる機構の負荷を軽減することができる。
請求項4に係る発明では、ワークは、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメントである。
ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成する板状のエレメントは、一本の金属ベルトに複数個使用される上に板厚精度が要求される。本発明によれば、1回の打ち抜きにより板厚精度の良い複数のエレメントを得ることができる。
ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成する板状のエレメントは、一本の金属ベルトに複数個使用される上に板厚精度が要求される。本発明によれば、1回の打ち抜きにより板厚精度の良い複数のエレメントを得ることができる。
請求項5に係る発明では、請求項1〜4のいずれか1項記載の打ち抜き装置を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントを打ち抜く打ち抜き方法であって、打ち抜き装置及び金属製の板材を準備する準備工程と、板材をパンチで打ち抜いてエレメントを得る打ち抜き工程と、からなる。
本発明によれば、板厚精度の良いエレメントを一回の打ち抜き工程で複数個得ることができるので、生産性の向上を図ることができる。
本発明によれば、板厚精度の良いエレメントを一回の打ち抜き工程で複数個得ることができるので、生産性の向上を図ることができる。
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示すように、ワークの打ち抜き装置10は、ベースとなるプレスボルスタ11と、このプレスボルスタ11の上部に設けられ内部に油圧シリンダ12を有する下型ダイセット13と、この下型ダイセット13の上部にパッキングプレート14を介して設けられるダイプレート15と、下型ダイセット12に対向して昇降自在に設けられドライバ16によって昇降する上型ダイセット17と、この上型ダイセット17の下部にパッキングプレート18を介して設けられるパンチプレート21と、このパンチプレート21の下方に上下移動自在に設けられ金属製の板材22を上方から押さえ付ける上型パッド23とを備える。
図1に示すように、ワークの打ち抜き装置10は、ベースとなるプレスボルスタ11と、このプレスボルスタ11の上部に設けられ内部に油圧シリンダ12を有する下型ダイセット13と、この下型ダイセット13の上部にパッキングプレート14を介して設けられるダイプレート15と、下型ダイセット12に対向して昇降自在に設けられドライバ16によって昇降する上型ダイセット17と、この上型ダイセット17の下部にパッキングプレート18を介して設けられるパンチプレート21と、このパンチプレート21の下方に上下移動自在に設けられ金属製の板材22を上方から押さえ付ける上型パッド23とを備える。
パンチプレート21及び上型パッド23は、パッキングプレート18に設けられたガイドポスト24によって、ダイプレート15にガイドされる。上型パッド23は、パッキングプレート18に設けられたリテーナ25によって下方への移動が一定の位置までに制限される。
また、ワークの打ち抜き装置10は、油圧シリンダ12内に摺動自在に設けられ油26による油圧を受けるピストン31と、このピストン31の上部に設けられ複数のパンチ32(以下、カウンターパンチ32という。)を上面33に有するパッド部34と、パッキングプレート18に設けられ、板材22を上方から打ち抜く成形パンチ35とを備える。
ピストン31、油26等により油圧機構36が構成される。ピストン31により複数のカウンターパンチ32と一体的にパッド部34が進退される。
次に、ピストン31の軸径及びパッド部34の実質的外径を図2及び図3で説明する。
図2に示すように、ピストン31の軸径はD3であり、パッド部34の外径はD4である。複数のピストン32のうち、最も外側に位置するカウンターパンチ32を基としたパッド部34の実質的外径はD5である。そして、D5<D4<D3の関係が成立する。
図2に示すように、ピストン31の軸径はD3であり、パッド部34の外径はD4である。複数のピストン32のうち、最も外側に位置するカウンターパンチ32を基としたパッド部34の実質的外径はD5である。そして、D5<D4<D3の関係が成立する。
図3に示すように、パッド部34の実質的外径D5は、パッド部34の外径D4より小さいが、ワークを打ち抜く際にカウンターパンチ32を介して成形荷重を受ける部分は、最も外側に位置する複数のカウンターパンチ32の外接円の内側となるので、D5をパッド部34の実質的外径とする。この実質的外径D5よりもピストン31の軸径D3は大きい。なお、実質的外径D5、パット部34及びピストン31は、平面視で円形状としたが、これに限定されず、実質的外径D5よりもピストン31の軸径D3が大きければ、平面視で四角形など他の形状を呈しても差し支えない。
次に、ワークについて説明する。
図4に示すように、板材(図1、符号22)が打ち抜かれることで成形されるワーク41は、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメント41である。エレメント41は、ヘッド42、ネック43及びボディー44からなる。エレメント41は金属ベルトの周方向に沿って、複数個積層される部品であり、全てのエレメント41に板厚精度が求められる。
図4に示すように、板材(図1、符号22)が打ち抜かれることで成形されるワーク41は、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメント41である。エレメント41は、ヘッド42、ネック43及びボディー44からなる。エレメント41は金属ベルトの周方向に沿って、複数個積層される部品であり、全てのエレメント41に板厚精度が求められる。
次に、ワークの打ち抜き方法を説明する。
エレメント41の打ち抜き方法は、図1に示す打ち抜き装置10及び金属製の板材22を準備する準備工程と、この打ち抜き装置10を使用して板材22を成形パンチ35及びカウンターパンチ32で打ち抜いてエレメント41を得る打ち抜き工程とからなる。
エレメント41の打ち抜き方法は、図1に示す打ち抜き装置10及び金属製の板材22を準備する準備工程と、この打ち抜き装置10を使用して板材22を成形パンチ35及びカウンターパンチ32で打ち抜いてエレメント41を得る打ち抜き工程とからなる。
以上の述べたワークの打ち抜き装置の作用を次に述べる。
図5(a)は比較例の打ち抜き装置の作用を説明する図であり、ワークの打ち抜き装置120の要部は、油圧シリンダ内に摺動自在に設けられ油圧を受けるピストン121と、このピストン121の上部に設けられ複数のカウンターパンチ122を上面123に有するパッド部124とからなる。ピストン121によって、パッド部124はカウンターパンチ122と一体的に進退される。ピストン121の軸径はD6であり、最も外側に位置する複数のカウンターパンチ122を基準としたパッド部124の実質的外径はD7であり、D6<D7である。
図5(a)は比較例の打ち抜き装置の作用を説明する図であり、ワークの打ち抜き装置120の要部は、油圧シリンダ内に摺動自在に設けられ油圧を受けるピストン121と、このピストン121の上部に設けられ複数のカウンターパンチ122を上面123に有するパッド部124とからなる。ピストン121によって、パッド部124はカウンターパンチ122と一体的に進退される。ピストン121の軸径はD6であり、最も外側に位置する複数のカウンターパンチ122を基準としたパッド部124の実質的外径はD7であり、D6<D7である。
比較例のピストン121を矢印(1)のように上昇させてワークを打ち抜く際、カウンターパンチ122は成形荷重により力F1を受ける。パッド部124の中央付近は、下方をピストン121に支持されるので変位しない。パッド部124の外側の部分は、下方を支持されていないため撓む。説明の便宜上誇張して図示するが、中央のカウンターパンチ122を支持する位置を支点とすると、外側のカウンターパンチ122を支持する位置の撓みはL1となる。このため、外側のカウンターパンチ122に打ち抜かれるワークの板厚精度の管理が難しい。
図5(b)は実施例の打ち抜き装置の作用を説明する図であり、ピストン31を矢印(2)のように上昇させて板材(図1、符号22)を加工する際、カウンターパンチ32は成形荷重F1を受ける。パッド部34の下方全体が支持されるので、パッド部34は撓まない。結果、複数個取りされるワーク(図4、符号41)を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワーク41の板厚精度を均一にして向上させることができる。
次に、図2の別態様を図6及び図7に基づいて説明する。なお、図2に示した構成と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図6に示すように、複数のカウンターパンチ32を上面33に有するパッド部34は、複数のピストン37に支持される。これらの複数のピストン37によって、パッド部34は複数のカウンターパンチ32と一体的に進退される。最も外側に位置する複数のピストン37からなる仮想軸径はD6である。パッド部34の外径はD4であり、パッド部34の実質的外径はD5である。そして、D5<D4<D6の関係が成立する。
図6に示すように、複数のカウンターパンチ32を上面33に有するパッド部34は、複数のピストン37に支持される。これらの複数のピストン37によって、パッド部34は複数のカウンターパンチ32と一体的に進退される。最も外側に位置する複数のピストン37からなる仮想軸径はD6である。パッド部34の外径はD4であり、パッド部34の実質的外径はD5である。そして、D5<D4<D6の関係が成立する。
図7に示すように、7個のピストン37のうち1個を中心にし、その周りに残りの6個のピストン37を外接するようにして均等に配置する。7個のピストン37の断面積は同一である。パッド部34の実質的外径D5の内側部の断面積はA1である。パッド部34の実質的外径D5の内側部を支持する複数のピストン31の断面積の総和(斜線部分)はA2である。
ワーク(図4、符号41)の成形において、複数のピストン37でパッド部34を進退させた場合、A2がA1の面積の割合の8割以上で板厚精度が面積の割合が10割の場合と略同等になる結果が得られた。
以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
図1に示すように、ワークを打ち抜く複数のパンチ32と、これらの複数のパンチ32を上面33に有すると共に、一つのピストン31又は複数のピストン(図7、符号37)で複数のパンチ32と一体的に進退されるパッド部34と、を備え、図2に示すピストン31が一つの場合におけるピストン31の軸径D3は、最も外側に位置するパンチ32を基としたパッド部34の実質的外径D5よりも大きく、ピストン37が複数の場合における最も外側に位置する複数のピストン37からなる仮想軸径D6は、パッド部の実質的外径D5よりも大きい。
図1に示すように、ワークを打ち抜く複数のパンチ32と、これらの複数のパンチ32を上面33に有すると共に、一つのピストン31又は複数のピストン(図7、符号37)で複数のパンチ32と一体的に進退されるパッド部34と、を備え、図2に示すピストン31が一つの場合におけるピストン31の軸径D3は、最も外側に位置するパンチ32を基としたパッド部34の実質的外径D5よりも大きく、ピストン37が複数の場合における最も外側に位置する複数のピストン37からなる仮想軸径D6は、パッド部の実質的外径D5よりも大きい。
この構成により、パッド部34の実質的外径D5より一つのピストン31の軸径D3が大きく、パッド部34全体がピストン31に押されるので、ワーク(図4、符号41)を打ち抜く際の成形荷重によりパッド部34の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワーク41を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワークの板厚精度を均一にして向上させることができる。
加えて、パッド部34の実質的外径D5より複数のピストン37からなる仮想軸径D6が大きく、パッド部34全体が押されるので、ワーク41を打ち抜く際の成形荷重によりパッド部34の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワーク41を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワーク41の板厚精度を均一にして向上させることができる。
加えて、パッド部34の実質的外径D5より複数のピストン37からなる仮想軸径D6が大きく、パッド部34全体が押されるので、ワーク41を打ち抜く際の成形荷重によりパッド部34の外側が撓むことがない。結果、複数個取りされるワーク41を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワーク41の板厚精度を均一にして向上させることができる。
図7に示すように、複数のピストン37でパッド部34を押す場合に、パッド部34の実質的外径D5の内側部を支持するピストン37の断面積の総和A2は、パッド部34の実質的外径D5の面積A1の割合の8割以上である。
この構成により、これらの複数のピストン37でパッド部34を押すと、パッド部34の実質的外径D5の内側部を支持するピストン37の断面積の総和A2が、パッド部34の実質的外径D5の面積A1の割合の8割以上で、板厚精度が面積の割合が10割の場合と略同等になった。すなわち、複数のピストン37を押す機構にした場合であっても、複数個取りされるワーク(図4、符号41)を均一に打ち抜くことができ、複数個取りするワーク41の板厚精度を均一にして向上させることができる。
図7に示すように、複数のピストン37の各々の断面積は、同一である。
この構成により、各々のピストン37の断面積を同一にしたので、ピストン37の重量やピストン37が受ける抵抗を同じくでき、複数のピストン37が同じように動く。結果、パッド部34をスムーズに動かすことができ、ピストン37を可動させる機構の負荷を軽減することができる。
この構成により、各々のピストン37の断面積を同一にしたので、ピストン37の重量やピストン37が受ける抵抗を同じくでき、複数のピストン37が同じように動く。結果、パッド部34をスムーズに動かすことができ、ピストン37を可動させる機構の負荷を軽減することができる。
図4に示すように、ワーク41は、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメント41である。
この構成により、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成する板状のエレメント41は、一本の金属ベルトに複数個使用される上に板厚精度が要求される。本発明によれば、1回の打ち抜きにより板厚精度の良い複数のエレメント41を得ることができる。
この構成により、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成する板状のエレメント41は、一本の金属ベルトに複数個使用される上に板厚精度が要求される。本発明によれば、1回の打ち抜きにより板厚精度の良い複数のエレメント41を得ることができる。
図1に示すように、打ち抜き装置10を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメント41を打ち抜く打ち抜き方法であって、打ち抜き装置10及び金属製の板材22を準備する準備工程と、板材22をパンチ32で打ち抜いてエレメント(図4、符号41)を得る打ち抜き工程と、からなる。
この工程により、板厚精度の良いエレメント41を一回の打ち抜き工程で複数個得ることができるので、生産性の向上を図ることができる。
尚、本発明のワークの打ち抜き技術は、実施の形態ではベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントに適用したが、板厚精度を要求される部品であれば、他の板状のワークに適用することは差し支えない。
本発明のワークの打ち抜き技術は、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントに好適である。
10…打ち抜き装置、31…一つのピストン、32…パンチ(カウンターパンチ)、33…パッド部の上面、34…パッド部、37…複数のピストン、41…ワーク(エレメント)、D3…一つのピストンの軸径、D5…パッド部の実質的外径、D6…複数のピストンからなる仮想軸径、A1…実質的外径の面積、A2…実質的外径の内側部を支持するピストンの断面積の総和。
Claims (5)
- ワークを打ち抜く複数のパンチと、これらの複数のパンチを上面に有すると共に、一つ又は複数のピストンで前記複数のパンチと一体的に進退されるパッド部と、を備え、
前記ピストンが一つの場合における前記ピストンの軸径は、最も外側に位置する前記パンチを基とした前記パッド部の実質的外径よりも大きく、
前記ピストンが複数の場合における最も外側に位置する複数の前記ピストンからなる仮想軸径は、前記パッド部の実質的外径よりも大きいことを特徴とする打ち抜き装置。 - 前記複数のピストンでパッド部を押す場合に、
前記パッド部の実質的外径の内側部を支持する前記ピストンの断面積の総和は、前記パッド部の実質的外径の面積の割合の8割以上であることを特徴とする請求項1記載の打ち抜き装置。 - 前記複数のピストンの各々の断面積は、同一であることを特徴とする請求項2記載の打ち抜き装置。
- 前記ワークは、ベルト式無段変速機の金属ベルトを構成し、前記金属ベルトの周方向と一致するように複数枚積層される板状のエレメントであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の打ち抜き装置。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の打ち抜き装置を使用してベルト式無段変速機の金属ベルトを構成するエレメントを打ち抜く打ち抜き方法であって、
前記打ち抜き装置及び金属製の板材を準備する準備工程と、
前記板材を前記パンチで打ち抜いてエレメントを得る打ち抜き工程と、からなることを特徴とする打ち抜き方法。
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